KR100893504B1 - Infrared image sensor for detecting a wide spectrum and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 영상 소자에 관한 것으로, 적외선을 보다 효과적으로 흡수하기 위해 한 화소에 파장대별로 세분화된 적외선을 수광하는 복수개의 적외선 수광층을 구비하도록 하되, 상기 수광층들은 상하로 적층된 구조를 갖도록 함으로써, 동시에 다양한 스펙트럼의 적외선을 수광함은 물론 적외선 영역의 광전 변환 효율을 향상시키는 와이드 스펙트럼 영상 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an image device, and in order to absorb infrared rays more effectively, one pixel includes a plurality of infrared light receiving layers for receiving infrared light broken down by wavelength band, and the light receiving layers have a structure stacked up and down, At the same time, the present invention relates to a wide spectrum image device and a method for manufacturing the same, which receive infrared rays of various spectra and improve photoelectric conversion efficiency in the infrared region.

본 발명의 와이드 스펙트럼 영상 소자에 따르면, 적어도 2 개 이상의 마이크로 볼로미터를 단일화된 영상소자로 제작함으로써, 피사체에 대한 두 가지 이상의 적외선과 아울러 가시광선 및 근적외선에 대한 스펙트럼 정보를 기계적, 열적, 광학적 틀어짐이 없이 획득하고, 이를 포토다이오드와 같은 실리콘 기반의 반도체와 조합하여 사용함으로써 보다 다양하고 유용한 정보를 제공하는 효과가 기대된다.According to the wide spectrum imaging device of the present invention, by fabricating at least two or more microbolometers into a single imaging device, the spectral information of visible light and near infrared, as well as two or more infrared rays of a subject, can be mechanically, thermally and optically distorted. Acquisition without and using it in combination with silicon-based semiconductors such as photodiodes is expected to provide more diverse and useful information.

영상 소자, 수광, 적층 구조, 적외선, 침투 깊이, 마이크로 볼로미터. Imaging device, light receiving, laminated structure, infrared, penetration depth, microbolometer.

Description

와이드 스펙트럼 영상 소자 및 그 제조방법{Infrared image sensor for detecting a wide spectrum and method for manufacturing the same}Infrared image sensor for detecting a wide spectrum and method for manufacturing the same

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 대한 제1 및 제2 실시예를 각각 도시한 단면도.1 and 2 are cross-sectional views respectively illustrating first and second embodiments of a wide spectrum image device according to the present invention;

도 3 내지 도 7은 본 발명에 이용되는 초박막 전이 공정도.3 to 7 is an ultra-thin film transition process chart used in the present invention.

도 8 내지 도 18은 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상소자를 제조하는 공정단면도.8 to 18 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a wide spectrum image device according to the first embodiment.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

110 : 작업기판 120 : 다층 마이크로 볼로미터층110: working substrate 120: multi-layer microbolometer layer

130 : 단층 마이크로 볼로미터층 140 : 트랜지스터층130: single layer microbolometer layer 140: transistor layer

151 : 트랜치 152 : BEOL 메탈막151 trench 152 BEOL metal film

153 : 솔더 범프 160 : 지지기판153: solder bump 160: support substrate

본 발명은 영상 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 스펙트럼(Infrared Spectrum)을 보다 효과적으로 검출하기 위해 한 화소에 파장대별로 세 분화된 적외선을 수광하는 복수개의 적외선 수광층을 구비하도록 하되, 상기 수광층들은 상하로 적층된 구조를 갖도록 함으로써, 동시에 다양한 스펙트럼의 적외선을 수광함은 물론 적외선 영역의 광전 변환 효율을 향상시키는 와이드 스펙트럼 영상 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an image device, and more particularly, to provide a plurality of infrared light receiving layers for receiving infrared light broken down by wavelength band in order to detect an infrared spectrum more effectively. The present invention relates to a wide spectrum image device that has a stacked structure up and down, and simultaneously receives infrared light of various spectra and improves photoelectric conversion efficiency in the infrared region.

일반적으로 영상 소자(image sensor)는 광학적 영상(optical image) 즉, 빛의 변화를 전기적 신호(electrical signal)로 변환시키는 전자 소자로서, 최근에는 모바일 폰, 디지털 스틸 카메라, 개인 휴대형 정보 단말기(PDA: personal digital assistant), 장난감, 게임기, 로봇, 개인용 컴퓨터 카메라, 광 마우스, 사무용 스캐너, 보안 감시 카메라, 야간용 적외선 카메라, 생체인식 및 무선 내시경 등에 널리 이용되고 있다.In general, an image sensor is an optical image, that is, an electronic device that converts a change of light into an electrical signal, and recently, a mobile phone, a digital still camera, and a personal digital assistant (PDA). It is widely used in personal digital assistants, toys, game machines, robots, personal computer cameras, optical mice, office scanners, security surveillance cameras, night vision infrared cameras, biometric and wireless endoscopes.

한편, 사람이 보는 것과 유사한 영상을 획득하도록 가시광선(400~700nm대역) 영역에서 TV카메라와 같은 일반적으로 알고 있는 카메라를 이용하여 컬러 영상을 구현하는 다양한 방법이 있다.On the other hand, there are a variety of ways to implement a color image using a commonly known camera, such as a TV camera in the visible light (400 ~ 700nm band) area to obtain an image similar to a person sees.

예를 들어, 컬러필터휠을 회전시키면 적/녹/청색의 영상을 서로 다른 시간에 촬영하여 재조합하거나, 광학적 분광기와 다수의 영상소자(보통은 3개로 적/녹/청색을 구분)를 활용하여 빛을 분광하여 각각의 색을 구분하기도 하며, 비록 색 재현성이 상기의 두가지 경우와 비교하면 완벽하지는 않지만 코닥사의 Bayer박사가 고안한 Bayer 패턴을 이용하여 하나의 영상소자만으로도 컬러를 구현할 수 있다. 최근의 기술로는 빛의 파장에 따라 침투되는 실리콘층의 깊이가 다른 것을 이용하여 색을 분리하기도 한다.For example, if the color filter wheel is rotated, red / green / blue images can be taken at different times and recombined, or by using an optical spectrometer and a plurality of image elements (usually three red / green / blue colors) Spectral light may be distinguished from each other. Although color reproducibility is not perfect compared with the above two cases, color can be realized with only one image device using Bayer pattern designed by Dr. Kodak's Bayer. In recent years, color is separated by using a different depth of the silicon layer that penetrates according to the wavelength of light.

이처럼, RGB각각의 색을 분리 결합하여 컬러 영상을 만들게 되는 것은, RGB 각각의 파장에 따라 바라보는 세상(혹은 물체가)이 다르게 보이기 때문이다.　 즉 물체에 따라 외부에서 관찰되는 주파수 특성이 다르다.As such, the color image is created by combining the colors of each RGB separately because the world (or object) looks different according to each wavelength of RGB. That is, the frequency characteristics observed from the outside are different depending on the object.

이는 가시광선 영역에서만 그런 것이 아니며 다른 주파수 영역에서도 서로 다른 특징을 보유하고 있다.This is not only in the visible region, but also has different characteristics in different frequency domains.

따라서, 가시광선뿐만 아니라, 자외선, 근적외선, 적외선 등 다양한 주파수 스펙트럼을 갖는 영역으로 관측대역을 확대하면 대상 물체에 대한 보다 다양하고 정확한 정보를 얻을 수 있다.　즉, 컬러의 정의를 단순한 RGB의 조합이 아니라, 서로 다른 주파수 스펙트럼 영역을 포함한 두 개 이상의 스펙트럼 정보의 조합으로 재정의할 수 있다.　 이 경우 사람의 눈이 감지하는 것과는 전혀 다른 모습의 결과를 보게도 되지만, 머신비전 등 자동화된 영상 시스템에서는 여전히 매우 유용한 정보를 제공할 수 있다.Therefore, when the observation band is extended to a region having various frequency spectrums such as ultraviolet rays, near infrared rays, infrared rays, as well as visible rays, more diverse and accurate information about an object may be obtained. That is, the definition of color may be redefined as a combination of two or more spectral information including different frequency spectrum regions, rather than a simple combination of RGB. In this case, you may see results that look completely different from what the human eye perceives, but can still provide very useful information in automated imaging systems such as machine vision.

일반적으로, 일부 자외선과 가시광선 및 파장길이 1um 이하의 근적외선 영역은 실리콘 기반의 영상소자를 이용하고, 파장길이 1um이상의 적외선 영역의 경우에는 파장에 따라 InSb, MCT등 다양한 영상 소자 기술이 활용되고 있다.In general, some ultraviolet rays, visible rays, and near-infrared regions having a wavelength length of less than 1 um use silicon-based image devices, and in the infrared region having a wavelength of 1 um or more, various image element technologies such as InSb and MCT are used depending on the wavelength. .

이러한 다양한 기술을 이용하여 다채널 영상을 획득하기 위해서는 서로 다른 영상소자를 이용하여 서로 다른 카메라를 만들어야 한다.In order to acquire a multi-channel image by using these various techniques, different cameras must be made using different image elements.

그러나, 둘 이상의 영상 소자나 카메라를 이용하게 되면 최초 제작시 광학적인 정렬의 문제가 심각하게 생기는 것은 물론이며, 그 이후에 외부적인 환경 요인에 의하여 기계적/열적/광학적 틀어짐이 발생하는 문제점이 있으며, 상기한 문제를 보정하는 전자/기계/광학적 시스템을 더 필요로 하므로 비용증가의 문제점이 있다.However, when two or more imaging devices or cameras are used, the optical alignment problem occurs seriously during the initial production, and thereafter, mechanical, thermal, and optical distortions occur due to external environmental factors. There is a problem of cost increase since there is a further need for an electronic / mechanical / optical system to correct the above problem.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 하나의 반도체 소자에 여러 층의 수광부를 상하 적층하여 상기 각 수광부가 세분화된 파장대별로 빛을 흡수하도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to stack up and down several light receiving units on one semiconductor device so that each light receiving unit absorbs light for each subdivided wavelength band.

또한, 본 발명은 광손실은 줄이고 광전 변환 효율을 증가시키는 동시에 자외선, 가시광선 및 근적외선과 아울러 원적외선, 중적외선을 또는 빛의 세분화된 파장대별 스펙트럼을 동시에 한 화소 내에서 검출할 수 있는 와이드 스펙트럼 영상 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention can reduce the optical loss and increase the photoelectric conversion efficiency, and at the same time can detect ultraviolet, visible and near-infrared, as well as far-infrared, mid-infrared or subdivided spectrum of light in one pixel at the same time. It is an object to provide an element.

또한, 본 발명은 하나의 기판에 다양한 스펙트럼의 광을 감지하는 다층 구조의 수광부(반도체층)을 갖도록 하여 각 층의 수광부가 서로 다른 파장대의 광을 감지하도록 함으로써, 적외선은 물론 자외선 또는 근적외선을 포함하는 가시광선을 검출하는 와이드 스펙트럼 영상소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention includes a light receiving unit (semiconductor layer) of a multi-layer structure to sense light of various spectra on one substrate so that the light receiving unit of each layer to detect light of different wavelength bands, including infrared as well as ultraviolet or near infrared It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a wide spectrum image device for detecting visible light.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자는, 빛을 흡수하여 열로 변환하는 흡수체와 상기 흡수체의 온도변화로 인해 저항이 변하는 저항체로 이루어진 제1 디텍터와, 상기 제1 디텍터의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제1 축적열 소거부, 및 상기 제1 디텍터와 동일한 구성으로 이루어지고 상기 제1 축적열 소거부의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제2 디텍터를 포함하여 구성된 마이크로 볼로미터 쌍과, 상기 제1 디텍터 상부면과 제2 디텍터 하부면에 빈 공간으로 이격된 차폐막으로 구성하되, 상기 마이크로 볼로미터 쌍과 상기 차폐막이 적어도 1회 이상 반복적으로 형성되어 다층구조를 가지는 다층 마이크로 볼로미터층; 및 상기 다층 마이크로 볼로미터층에 적층되고 상기 제1 및 제2 디텍터와 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 디텍터에 의한 검출신호를 처리하는 트랜지스터층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, the wide spectrum image device according to the first embodiment of the present invention is made of an absorber for absorbing light and converting it into heat and a resistor for changing resistance due to temperature change of the absorber. A first detector, a first accumulation heat canceling unit spaced apart from the lower surface of the first detector, and an empty space, and the same structure as that of the first detector; And a microbolometer pair including a second detector, and a shielding film spaced apart from each other by an empty space on an upper surface of the first detector and a lower surface of the second detector, wherein the microbolometer pair and the shielding film are repeated at least once. A multilayer microbolometer layer formed to have a multilayer structure; And a transistor layer stacked on the multi-layer microbolometer layer and electrically connected to the first and second detectors to process detection signals by the first and second detectors.

본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 제1 축적열 소거부와 상기 제1 및 제2 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제1 디텍터 및 상기 제2 디텍터가 상기 제1 축적열 소거부의 상면 및 하면에 각각 맞닿아 접촉되는 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum image device according to the first embodiment of the present invention, the first detector and the first detector by electrostatic suction force formed by periodically applying a potential difference to the first accumulation heat canceling unit and the first and second detectors. The second detector may be in contact with the upper and lower surfaces of the first accumulation heat canceling unit, respectively.

삭제delete

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자는 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 다층 마이크로 볼로미터층과 빈 공간으로 이격되고 상기 제1 및 제2 디텍터와 동일한 구성으로 형성된 제3 디텍터, 및 상기 제3 디텍터와 빈 공간으로 이격된 제2 축적열 소거부로 구성된 단층 마이크로 볼로미터층;을 더 포함하되, 상기 트랜지스터층이 상기 제3 디텍터와 전기적으로 더 연결되어 상기 제3 디텍터에 의한 검출신호를 더 처리하는 것을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, the wide spectrum image device according to the second embodiment of the present invention In the wide spectrum imaging device according to the first embodiment of the present invention, a third detector formed of the same configuration as the first and second detectors and spaced apart from the multilayer microbolometer layer and an empty space, and the third detector and the bin And a single layer micro bolometer layer comprising a second accumulation heat canceling unit spaced apart from each other, wherein the transistor layer is further electrically connected to the third detector to further process the detection signal by the third detector. It is done.

본 발명의 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 제 1 축적열 소거부와 상기 제1 및 제2 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제1 디텍터 및 상기 제2 디텍터가 상기 제1 축적열 소거부의 상면 및 하면에 각각 맞닿아 접촉되고, 상기 제2 축적열 소거부와 상기 제3 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제3 디텍터가 상기 제2 축적열 소거부에 접촉되는 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum image device according to the second embodiment of the present invention, the first detector and the electrostatic suction force are formed by periodically applying a potential difference to the first accumulation heat canceling unit and the first and second detectors. The second detector is in contact with the upper and lower surfaces of the first accumulation heat canceling unit, respectively, and the electrostatic attraction is formed by periodically applying a potential difference to the second accumulation heat canceling unit and the third detector. A third detector is in contact with the second accumulation heat canceling unit.

삭제delete

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 흡수체는 질화물(Nitride(Si3N4)), 산화물 중 하나 이상을 포함한 다층 구조로 파장선택성을 갖는 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum imaging device according to the first and second embodiments of the present invention, the absorber has a wavelength selectivity in a multilayer structure including at least one of nitride (Nitride (Si 3 N 4 )) and oxide. .

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 저항체는 굴곡 형상인 서펜타인 구조의 단결정 실리콘 박막인 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum image elements according to the first and second embodiments of the present invention, the resistor is a single crystal silicon thin film having a serpentine structure having a curved shape.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 차폐막은 실리콘막과 산화막을 적층하여 형성된 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum image devices according to the first and second embodiments of the present invention, the shielding film is formed by stacking a silicon film and an oxide film.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 트랜지스터층은 MOS 반도체 구조로 형성하는 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum imaging device according to the first and second embodiments of the present invention, the transistor layer is formed of a MOS semiconductor structure.

여기서, 상기 MOS 반도체는 벌크 반도체 공정(bulk semiconductor process)을 이용하여 제조되는 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the MOS semiconductor is characterized by consisting of a transistor manufactured using a bulk semiconductor process.

또한, 상기 MOS 반도체는 유전체로 절연된 BJT 트랜지스터 또는 유전체로 절연된 플립-펫(flip-fet) 트랜지스터 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the MOS semiconductor is characterized in that it is composed of any one of a BJT transistor insulated with a dielectric or a flip-fet transistor insulated with a dielectric.

또한, 상기 MOS 반도체는 소스, 드레인, 탑(top) 사이드 게이트, 백(back) 사이드 게이트의 4가지 터미널을 가지는 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the MOS semiconductor is characterized by consisting of a transistor having four terminals of a source, a drain, a top side gate, a back side gate.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자에 있어서, 상기 다층 마이크로 볼로미터층에 포토 다이오드층을 더 적층하여 자외선, 가시광선, 근적외선, 또는 상기 각 영역의 스펙트럼을 조합하여 더 검출하는 것을 특징으로 한다.In the wide spectrum imaging devices according to the first and second embodiments of the present invention, a photodiode layer is further stacked on the multilayer microbolometer layer to further detect ultraviolet rays, visible rays, near infrared rays, or a combination of the spectra of the respective regions. Characterized in that.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자의 제조방법은, 핸들 웨이퍼의 상면에 버퍼 산화막, 질화막, 및 ONO 다층 유전체막(AR)을 차례로 형성하여 작업기판을 준비하는 단계와; 상기 유전체막(AR) 상면에 실리콘막과 산화막을 적층하여 차폐막(Shield 1)을 형성하는 단계와; 상기 차폐막(Shield 1) 상면에 제1 산화막, 흡수체(Absorber 1), 저항체(Resister 1), 제2 산화막을 차례로 형성하는 단계와; 상기 제1 및 제2 산화막 일부를 에칭하는 단계와; 실리콘막과 산화막을 적층하여 제1 축적열 소거부를 형성하는 단계와; 상기 제1 축적열 소거부 상면에 제3 산화막, 흡수체(Absorber 2), 저항체(Resistor 2), 및 제4 산화막을 차례로 적층하는 단계와; 상기 제3 및 제4 산화막 일부를 에칭하는 단계와; 실리콘막과 산화막을 적층하여 차폐막(Shield 2)을 형성하는 단계와; SOI 박막층에 트랜지스터 회로를 형성하는 단계와; 픽셀 또는 칩 영역을 확정하기 위해 수직 트랜치를 형성한 후 메탈막을 형성하는 단계와; 상기 메탈막 상면에 패키징을 위해 솔더 범프를 형성하는 단계와; 유전체막과 패터닝된 금속막을 포함하는 지지기판을 준비하는 단계와; 상기 지지기판을 상기 솔더 범퍼에 접합시키는 단계; 및 상기 작업기판에 형성된 상기 버퍼 산화막과 상기 질화막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, in the method for manufacturing a wide spectrum image device according to the first embodiment of the present invention, a buffer oxide film, a nitride film, and an ONO multilayer dielectric film AR are sequentially formed on an upper surface of a handle wafer. Forming and preparing a working substrate; Stacking a silicon film and an oxide film on an upper surface of the dielectric film AR to form a shield film Shield 1; Sequentially forming a first oxide film, an absorber 1, a resistor 1, and a second oxide film on an upper surface of the shield 1; Etching portions of the first and second oxide films; Stacking a silicon film and an oxide film to form a first accumulated heat canceling unit; Sequentially stacking a third oxide film, an absorber 2, a resistor 2, and a fourth oxide film on an upper surface of the first accumulation heat canceling unit; Etching portions of the third and fourth oxide films; Stacking a silicon film and an oxide film to form a shield film (Shield 2); Forming a transistor circuit in the SOI thin film layer; Forming a metal film after forming a vertical trench to determine a pixel or chip area; Forming solder bumps on the upper surface of the metal film for packaging; Preparing a support substrate comprising a dielectric film and a patterned metal film; Bonding the support substrate to the solder bumper; And removing the buffer oxide film and the nitride film formed on the working substrate.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자의 제조방법은, 상기 작업기판의 유전체막(AR) 상면에 실리콘막과 산화막을 적층하여 제2 축적열 소거부를 형성하는 단계와; 상기 제2 축적열 소거부 상면에 제5 산화막, 흡수체(Absorber 3), 저항체(resister 3), 및 제6 산화막을 차례로 적층하는 단계; 및 상기 제5 산화막과 제6 산화막을 일부 에칭하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.As a technical configuration for achieving the above object, according to the second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wide spectrum image device, wherein a silicon film and an oxide film are laminated on an upper surface of the dielectric film AR of the working substrate. Forming an accumulation heat canceling unit; Sequentially stacking a fifth oxide film, an absorber 3, a resistor 3, and a sixth oxide film on an upper surface of the second accumulation heat canceling unit; And partially etching the fifth oxide layer and the sixth oxide layer.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 후술되는 도면은 본 발명에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자의 단위 화소를 기준으로 도시하였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention in more detail as follows. Here, the drawings to be described below are shown based on the unit pixels of the wide spectrum image device according to the present invention.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자를 각각 도시한 단면도로서, 이해를 돕고자 우측에 열 소거를 위하여 정전흡입력을 이용한 온도 리셋 동작시 그 상태도를 함께 도시하였다. 여기서, 좌측과 우측에 각각 도시된 단면도는 편의상 그 척도가 다르게 도시되었으며, 일부 층의 경계가 생략되었다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a wide spectrum image device according to the first and second embodiments of the present invention, respectively. Shown together. Here, the cross-sectional views respectively shown on the left and right sides are shown in different scales for convenience, and the boundary of some layers is omitted.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(100)는 다층 마이크로 볼로미터층(120), 및 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)에 적층된 트랜지스터층(140)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the wide spectrum image device 100 according to the first embodiment of the present invention includes a multilayer microbolometer layer 120 and a transistor layer 140 stacked on the multilayer microbolometer layer 120. It is configured to include.

상기 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(100)에 있어서, 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)은 적외선 영역의 일부 파장대의 광을 감지하는 제1 디텍터와, 상기 제1 디텍터의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1), 및 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)의 하부면과 빈 공간으로 이격되어 상기 제1 디텍터가 감지하는 파장대와 다른 파장대의 적외선 영역을 감지하는 제2 디텍터로 구성된 마이크로 볼로미터 쌍과 상기 마이크로 볼로미터 상의 상, 하로 위치하는 2 개의 차폐막(Shield 1, Shield 2)으로 구성하되, 상기 마이크로 볼로미터 쌍 및 상기 차폐막이 적어도 1 회 이상 반복적으로 형성된다.In the wide spectrum imaging device 100 according to the first embodiment, the multi-layer microbolometer layer 120 includes a first detector for detecting light in a wavelength range of an infrared region, a lower surface of the first detector, and a bin. The first storage heat sinker (Thermal sink 1) spaced apart from the space, and the lower surface of the first storage heat sinker (Thermal sink 1) is spaced apart from the wavelength band detected by the first detector is separated from the empty space. A microbolometer pair consisting of a second detector for detecting an infrared region and two shields (Shield 1, Shield 2) positioned above and below the microbolometer, wherein the microbolometer pair and the shield are repeated at least once. Is formed.

상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 제1 및 제2 디텍터는 빛을 흡수하여 열로 변환하는 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)와 상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)와 일면이 접합되어 상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)의 온도변화로 인해 저항이 변화하는 저항체(Resister 1, Resister 2)으로 이루어진다.. The first and second detectors of the multilayer microbolometer layer 120 are bonded to one surface of an absorber (Absorber 1, Absorber 2) and the absorber (Absorber 1, Absorber 2) that absorbs light and converts it into heat. It consists of resistors (Resister 1, Resister 2) whose resistance changes due to the temperature change of 1, Absorber 2).

이때, 상기 제1 및 제2 디텍터의 상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)는 질화물(Nitride(Si3N4)), 산화물, 또는 유전물 중 하나 이상을 포함하는 다층구조로서 파장선택성을 갖고, 각각에 대응되는 저항체((Resister 1, Resister 2)에 비해 상기 마이크로 볼로미터층의 광 입사면과 더 가까이 위치하여 그에 따른 수광효율을 향상시킨다.In this case, the absorbers (Absorber 1, Absorber 2) of the first and second detectors have a wavelength selectivity as a multi-layer structure containing at least one of nitride (Nitride (Si 3 N 4 )), oxide, or dielectric, Compared to the resistors (Resister 1, Resister 2) corresponding to the position closer to the light incident surface of the micro-bolometer layer to improve the light receiving efficiency accordingly.

또한, 상기 제1 및 제2 디텍터의 상기 저항체(Resister 1, Resister 2)는 폭이 협소하고 굴곡 형상인 서펜타인(serpentine) 구조의 단결정 실리콘 박막으로서, 상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)로부터 전달받은 열에 의한 전기적 특성(이 경우에는 저항)의 변화율을 향상시킨다.In addition, the resistors (Resister 1, Resister 2) of the first and the second detector is a single crystal silicon thin film having a serpentine structure having a narrow width and a curved shape, from the absorber (Absorber 1, Absorber 2) Improve the rate of change of electrical properties (in this case, resistance) due to the heat received.

상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 상기 빈 공간은 상기 제1 내지 제4 산화막이 제거됨으로 인해 형성된다.The empty space of the multilayer microbolometer layer 120 is formed by removing the first to fourth oxide films.

상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)는 실리콘막 및 산화막을 포함하여 구성된 것으로, 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)와 상기 제1 및 제2 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)의 상면에 상기 제1 디텍터가 접촉되고, 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)의 하면에 상기 제2 디텍터가 접촉되어 있는 동안에 상기 제1 및 제2 디텍터의 열이 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)로 전달된다.The first accumulated heat sink 1 of the multi-layer microbolometer layer 120 includes a silicon film and an oxide film, and includes the first accumulated heat sink 1 and the first and first layers. The first detector contacts the upper surface of the first heat sink 1 by the electrostatic attraction force generated by periodically applying a potential difference to the second detector, and the first heat sink 1 heats up. The heat of the first and second detectors is transferred to the first accumulated heat scavenging unit (Thermal sink 1) while the second detector is in contact with the bottom surface.

상기한 바와 같이 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)의 상면 및 하면에 상기 제1 및 제2 디텍터가 각각 접촉되는 동안을 온도 리셋 기간이라 명칭하며, 그에 따른 상기 온도 리셋 기간의 상태는 도 1의 우측에 도시된 바와 같다.As described above, while the first and second detectors are in contact with the upper and lower surfaces of the first heat sink 1, the temperature reset period is referred to as a temperature reset period. As shown on the right side of FIG.

상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 차폐막(Shield 1, Shield 2)은 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)와 마찬가지로 실리콘막 및 산화막을 포함하여 구성된다.The shielding films Shield 1 and Shield 2 of the multilayer microbolometer layer 120 include a silicon film and an oxide film similarly to the first heat sink 1.

상기 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(100)에 있어서, 상기 트랜지스터층(140)은 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 상기 제1 및 제2 디텍터와 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 디텍터에 의한 검출신호를 처리하는 부분으로서 MOS 반도체 구조로 형성된다. In the wide spectrum imaging device 100 according to the first embodiment, the transistor layer 140 is electrically connected to the first and second detectors of the multi-layer microbolometer layer 120 to be electrically connected to the first and second detectors. It is formed in a MOS semiconductor structure as a part for processing the detection signal by the two detectors.

여기서, 상기 트랜지스터층(140)은 상기 제1 및 제2 디텍터에 각각 대응되는 단위 화소 회로를 포함하며, 그에 따른 기술은 통상의 기술이므로 설명에서 생략한다.Here, the transistor layer 140 includes unit pixel circuits corresponding to the first and second detectors, respectively, and the description thereof will be omitted since it is a conventional technology.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(101)는 다층 마이크로 볼로미터층(120)과, 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)에 적층된 단층 마이크로 볼로미터층(130), 및 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)에 적층된 트랜지스터층(141)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the wide spectrum image device 101 according to the second embodiment of the present invention includes a multilayer microbolometer layer 120 and a single layer microbolometer layer stacked on the multilayer microbolometer layer 120. 130, and a transistor layer 141 stacked on the multilayer microbolometer layer 120.

상기 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(101)에 있어서, 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)은 적외선 영역의 일부 파장대의 광을 감지하는 제1 디텍터와, 상기 제1 디텍터의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1), 및 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)의 하부면과 빈 공간으로 이격되어 상기 제1 디텍터가 감지하는 파장대와는 다른 적외선 영역을 감지하는 제2 디텍터로 구성되어 상, 하로 형성된 2 개의 차폐막(Shield 1, Shield 2) 사이에 위치하는 한 쌍의 마이크로 볼로미터가 적어도 1 회 이상 반복적으로 형성된다. 여기서는, 설명의 편의상 상기 한 쌍의 마이크로 볼로미터를 1 회 형성한 것을 도시하였다.In the wide spectrum imaging device 101 according to the second embodiment, the multi-layer microbolometer layer 120 includes a first detector for detecting light in a wavelength range of an infrared region, a lower surface of the first detector, and a bin. Infrared rays different from the wavelength band detected by the first detector by being spaced apart from the lower surface of the first storage heat canceling unit (Thermal sink 1) and the lower surface of the first storage heat canceling unit (Thermal sink 1) spaced apart from the space A pair of microbolometers composed of a second detector configured to detect an area and positioned between two shielding layers Shield 1 and Shield 2 formed at the upper and lower sides are repeatedly formed at least once. Here, the formation of the pair of microbolometers is shown once for convenience of explanation.

상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 상기 제1 및 제2 디텍터는 상기 제1 실시예의 와이드 스펙트럼 영상소자(100)에서와 동일한 구성을 가지므로 반복하여 설명하지 않기로 한다.The first and second detectors of the multi-layer microbolometer layer 120 have the same configuration as those of the wide spectrum image device 100 of the first embodiment, and thus will not be repeated.

또한, 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 빈 공간, 상기 제1 축적열 소 거부(Thermal sink 1), 및 상기 차폐막(Shield 1, Shield 2)에 대한 설명은 도 1에서와 동일하므로 이하 설명에서 생략한다.In addition, the description of the empty space of the multilayer microbolometer layer 120, the first accumulation heat rejection (Thermal sink 1), and the shielding films (Shield 1, Shield 2) are the same as in FIG. Omit.

상기 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(101)에 있어서, 상기 단층 마이크로 볼로미터층(130)은 제3 디텍터, 및 상기 제3 디텍터와 빈 공간을 이격된 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)를 포함하여 형성된다.In the wide spectrum imaging device 101 according to the second embodiment, the single layer microbolometer layer 130 may include a third detector and a second accumulation heat canceller spaced apart from the third detector and the empty space. 2) is formed.

상기 단층 마이크로 볼로미터층(130)의 제3 디텍터는 상기 제1 및 제2 디텍터와 동일한 구성으로 형성된다.The third detector of the single layer microbolometer layer 130 is formed in the same configuration as the first and second detectors.

상기 단층 마이크로 볼로미터층(130)의 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)는 실리콘막 및 산화막을 포함하여 구성된 것으로, 상기 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)와 상기 제3 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)에 상기 제3 디텍터가 접촉되어 있는 동안에 상기 제3 디텍터의 열이 상기 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)로 전달된다.The second heat sink 2 of the single layer microbolometer layer 130 includes a silicon film and an oxide film, and is periodically connected to the second heat sink 2 and the third detector. While the third detector is in contact with the second accumulation heat canceling unit (Thermal sink 2) by an electrostatic attraction force generated by applying a potential difference to the second heat sink of the third detector (Thermal) delivered to sink 2).

상기한 바와 같이 상기 제2 축적열 소거부(Thermal sink 2)에 상기 제3 디텍터가 접촉되는 동안을 온도 리셋 기간이라 명칭하며, 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 2)에 상기 제1 및 제2 디텍터가 접촉되는 온도 리셋 기간과 동기화되며, 그에 따른 상기 제1 내지 제3 디텍터의 온도 리셋 기간의 상태는 도 2의 우측에 도시된 바와 같다.As described above, the time during which the third detector contacts the second accumulation heat canceling unit (Thermal sink 2) is referred to as a temperature reset period, and the first and The state of the temperature reset period of the first to third detectors is synchronized with the temperature reset period during which the second detector contacts each other, as shown in the right side of FIG. 2.

상기 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(101)에 있어서, 상기 트랜지스터층(141)은 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 제1 및 제2 디텍터, 및 상기 단층 마이크로 볼로미터층(130)의 제3 디텍터와 전기적으로 연결되어 상기 제1 내지 제3 디텍터에 의한 검출신호를 처리한다.In the wide spectrum imaging device 101 according to the second embodiment, the transistor layer 141 is formed of the first and second detectors of the multilayer microbolometer layer 120 and the single layer microbolometer layer 130. It is electrically connected to a third detector to process detection signals of the first to third detectors.

여기서, 상기 트랜지스터층(140)는 상기 제1 내지 제3 디텍터에 각각 대응되는 단위 화소 회로를 포함하며, 그에 따른 기술은 통상의 기술이므로 설명에서 생략한다.Here, the transistor layer 140 includes unit pixel circuits respectively corresponding to the first to third detectors, and the description thereof will be omitted since it is a conventional technology.

상기한 바와 같은 본 발명의 제1 내지 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(100, 101)에 따르면 상기 제1 내지 상기 제3 디텍터를 통해 파장대별로 상이한 침투 깊이를 반영하여 적외선 영역을 보다 세분화하여 검출할 수 있고, 외부의 기계적인 초퍼를 제거하더라도 효율적으로 온도를 리셋시켜 상기 제1 내지 제3 디텍터의 오동작을 줄일 뿐만 아니라 그에 따른 감도와 응답성을 높이는 효과가 있다.According to the wide spectrum imaging devices 100 and 101 according to the first to second embodiments of the present invention, the infrared region is further subdivided by reflecting different penetration depths for each wavelength band through the first to third detectors. Even if the external mechanical chopper is removed, the temperature can be effectively reset to reduce the malfunction of the first to third detectors, thereby increasing sensitivity and responsiveness.

다음으로, 본 발명에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자의 주요 제조공정을 보다 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명의 제조방법에서 이용되는 상기 초박막 전이공정을 도 3 내지 도 7를 참조하여 간략히 설명한다. Next, the ultra-thin film transition process used in the manufacturing method of the present invention will be briefly described with reference to FIGS. 3 to 7 before explaining the main manufacturing process of the wide spectrum imaging device according to the present invention in more detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 왼쪽에 핸들웨이퍼(1)가 마련되고, 오른쪽에 도너 웨이퍼(2)가 마련된다. 도너 웨이퍼(2)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 특정한 깊이로 수소 임플란팅 공정이 진행된다. 수소 임플란팅은 그 깊이에서의 결합력을 약화시킨다. 특히 실리콘 내에서의 수소 농도가 고체 용해도를 한번 넘어서면 웨이퍼 절단과정에서 과량의 수소가 분리 센터의 역할을 하게 된다. 그리고 나서 도 5에 도시된 바와 같이, 도너 웨이퍼(2)를 핸들 웨이퍼(1) 위에 덮는다. 이때 임플란팅 된 면이 핸들 웨이퍼(1)와 접촉하도록 한다. 그리고 두 웨이퍼를 도 6에 도시된 바와 같이, 접합시킨다. 도시되지는 않았지만 본딩 과정은 플라즈마를 이용하여 촉진된다. 두 웨이퍼가 접촉되면 도너 웨이퍼를 누른다. 웨이퍼의 본딩 과정이 완료되면 공유 결합력의 80 %에 해당되는 강력한 결합력이 양 웨이퍼 사이에 형성된다.As shown in FIG. 3, the handle wafer 1 is provided on the left side, and the donor wafer 2 is provided on the right side. As shown in FIG. 4, the donor wafer 2 is subjected to a hydrogen implantation process to a specific depth. Hydrogen implantation weakens the bonding force at that depth. In particular, when the hydrogen concentration in silicon exceeds the solid solubility once, excess hydrogen acts as a separation center during wafer cutting. Then, as shown in FIG. 5, the donor wafer 2 is covered over the handle wafer 1. At this time, the implanted surface is in contact with the handle wafer (1). The two wafers are then bonded, as shown in FIG. Although not shown, the bonding process is facilitated using plasma. When the two wafers are in contact, the donor wafer is pressed. Upon completion of the wafer bonding process, a strong bond of 80% of the covalent bond is formed between the wafers.

두 웨이퍼의 본딩 과정이 완료되면 결합된 웨이퍼들은 열처리 과정을 거친다. 그러면 실리콘 내의 수소가 모이게 되고 결정 평면을 따라 상기 도너 웨이퍼(2)가 절단되면서 도 7에 도시된 바와 같이, 두 부분(2a, 2b)으로 분리된다. 분리가 완료된 도너 웨이퍼(2b)는 폴리싱 과정, 실리콘 옥사이드 층 형성 과정, 세정 공정 등을 거쳐서 다시 한번 사용될 수 있다.After the bonding process of the two wafers is completed, the bonded wafers are subjected to a heat treatment process. Hydrogen in the silicon is then collected and the donor wafer 2 is cut along the crystal plane and separated into two parts 2a and 2b, as shown in FIG. The separated donor wafer 2b may be used once again through a polishing process, a silicon oxide layer forming process, a cleaning process, and the like.

여기서는 초막박 전이공정에서 수소를 임플란팅하여 박막 전이하는 스마트 컷(Smartcut)공정을 예로 하였으나, 박막 전이방법으로 도너 웨이퍼에 Si층과 SiGe 층을 형성하여 박막 전이를 하는 SiGen사의 나노-클리브(nano-cleave)기술도 본 발명의 박막 전이 과정에 채용될 수 있다. 이 경우 산화막 형성과 수소 임플란트 공정 대신 Si-EPI 증착 방식으로 박막을 형성하여 Si층만이 상온 접합 전이가 이루어진다. 이때, 수소 임플란트 방식에서의 산화막 형성 과정을 작업기판에 미리 만들어 놓을 수 있다. SIMOX 등의 저가형 SOI 공정을 감지소자 구현을 위하여 활용하면 저가의 소자를 구현할 수 있다.In this example, a smartcut process of implanting hydrogen in an ultrathin film transition process to transfer a thin film is an example. However, a thin film transition method forms a Si layer and a SiGe layer on a donor wafer to perform a thin film transition. nano-cleave) technology can also be employed in the thin film transition process of the present invention. In this case, a thin film is formed by Si-EPI deposition instead of an oxide film formation process and a hydrogen implant process, so that only the Si layer is formed at room temperature junction transition. At this time, the oxide film forming process of the hydrogen implant method can be made in advance on the working substrate. Low-cost SOI processes such as SIMOX can be utilized to implement sensing devices, enabling low-cost devices.

본 발명의 실시예에서는 수소를 임플란트하여 박막 전이 하는 방식을 실시예로 설명한다.In the embodiment of the present invention, a method of implanting hydrogen to transfer a thin film will be described as an embodiment.

지금부터, 상기한 초박막 전이 기술을 이용하여 본 발명의 와이드 스펙트럼 영상 소자의 제조방법에 대해 설명한다. 여기서는, 도 1에 도시된 상기 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자(100)를 기준으로 설명하기로 한다.Now, the method for manufacturing the wide spectrum imaging device of the present invention using the ultra-thin film transition technique described above will be described. Here, a description will be given with reference to the wide spectrum imaging device 100 according to the first embodiment shown in FIG. 1.

도 8 내지 도 18은 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자를 제조하는 공정단면도로서, 상세설명과 더불어 앞서 설명되지 않은 본 발명의 특징 또는 앞서 설명된 본 발명의 특징들이 더욱 자세히 설명될 것이다.8 to 18 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a wide spectrum image device according to a first exemplary embodiment of the present invention. In addition to the detailed description, the features of the present invention, which are not described above, or the features of the present invention described above are further described. Will be.

먼저 도 8과 같이 실리콘 웨이퍼를 핸들 웨이퍼(Handle Wafer)로 준비하고, 도 9와 같이 상기 핸들 웨이퍼 상면에 두꺼운 버퍼 산화막(Buffer Oxide), 질화막(Nitride), 및 ONO 다층 유전체막(AR)을 차례로 형성하여 작업기판(110)을 마련한다.First, as shown in FIG. 8, a silicon wafer is prepared as a handle wafer, and as shown in FIG. 9, a thick buffer oxide film, a nitride film, and an ONO multilayer dielectric film AR are sequentially formed on the top surface of the handle wafer. To form a working substrate 110.

이때, 상기 작업기판(110)의 두께는 500 ㎛ 내지 1000 ㎛가 되도록 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 750 ㎛ 로 한다. 또한, 상기 유전체막(AR)의 두께는 500 nm 내지 1500 nm가 되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the thickness of the working substrate 110 is preferably 500 ㎛ to 1000 ㎛, more preferably 750 ㎛. In addition, the thickness of the dielectric film AR may be 500 nm to 1500 nm.

상기 버퍼 산화막(Buffer Oxide)과 질화막(Nitride)은 상기 핸들 웨이퍼의(Handle Wafer) 상위에 상기 핸들웨이퍼(Handle Wafer)와 후속 공정에서 전이되는 박막 사이에서 버퍼층 역할을 하는 것으로서, 상기 버퍼 산화막(Buffer Oxide)은 박막 전이에 의한 스트레스를 제거한다.The buffer oxide layer and the nitride layer serve as a buffer layer between the handle wafer and a thin film transferred in a subsequent process on the handle wafer, and the buffer oxide layer is formed on the handle wafer. Oxide eliminates stress caused by thin film transitions.

상기 유전체막(AR)은 빛이 조사되는 부분인 입사면에서 반사광량을 현저하게 줄이는 것으로, 상기 유전체막(AR)의 두께는 500 nm 내지 1500 nm로 하는 것이 바람직하다.The dielectric film AR significantly reduces the amount of reflected light at the incident surface, at which the light is irradiated, and the thickness of the dielectric film AR is preferably 500 nm to 1500 nm.

그리고 나서, 도 10과 같이, 상기 작업기판(110)의 최상층인 상기 유전체 막(AR) 상면에 실리콘막 및 산화막을 차례로 적층하여 차폐막(Shield 1)을 형성하고, 상기 차폐막(Shield 1) 상면에 제1 산화막(Oxide 1), 흡수체(Absorber 1), 저항체(Resistor 1), 및 제2 산화막(Oxide 2)을 차례로 형성하고, 도 11과 같이 상기 제1 및 제2 산화막(Oxide 1, Oxide 2) 일부를 에칭하여, 상기 흡수체(Absorber 1) 및 저항체(Resitor 1)로 이루어진 제1 디텍터의 양면에 빈 공간을 형성한다.Then, as shown in FIG. 10, a silicon film and an oxide film are sequentially stacked on the top surface of the dielectric film AR, which is the uppermost layer of the working substrate 110, to form a shield film Shield 1, and then to the top surface of the shield film Shield 1. A first oxide film (Oxide 1), an absorber (Absorber 1), a resistor (Resistor 1), and a second oxide film (Oxide 2) are formed in this order, as shown in Figure 11 the first and second oxide films (Oxide 1, Oxide 2) A portion of the wafer is etched to form empty spaces on both sides of the first detector including the absorber 1 and the resistor 1.

이어서, 도 12와 같이 상기 제2 산화막(Oxide 2) 및 상기 빈 공간 상위에 실리콘막 및 산화막을 차례로 적층하여 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1)를 형성하고, 상기 제1 축적열 소거부(Thermal sink 1) 상면에 제3 산화막(Oxide 3), 흡수체(Absorber 2), 저항체(Resistor 2), 및 제4 산화막(Oxide 4)을 차례로 적층하고, 도 13과 같이 상기 제3 및 제4 산화막(Oxide 3, Oxide 4) 일부를 에칭하여 상기 흡수체(Absorber 2) 및 저항체(Resistor 2)로 이루어진 제2 디텍터의 양면에 빈 공간을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 12, a silicon film and an oxide film are sequentially stacked on the second oxide film Oxide 2 and the vacant space to form a first heat sink 1, and the first heat sink 1 is then formed. A third oxide layer (Oxide 3), an absorber (Absorber 2), a resistor (Resistor 2), and a fourth oxide layer (Oxide 4) are sequentially stacked on the upper surface of the (Thermal sink 1), and the third and fourth layers are stacked as shown in FIG. A portion of the oxide layers Oxide 3 and Oxide 4 are etched to form empty spaces on both sides of the second detector including the absorber 2 and the resistor 2.

상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)는 광자 에너지를 열로 변환하는 것으로, SiO2, Si3N4와 같은 CMOS 공정 친화적인 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 설명의 편의상 상기 흡수체(Absorber 1, Absorber 2)는 통상적으로 사용되는 질화물(Nitride(Si3N4))이 사용된다.The absorbers (Absorber 1, Absorber 2) is to convert the photon energy into heat, a variety of CMOS process-friendly materials such as SiO 2 , Si 3 N 4 can be used. For convenience of description, nitrides (Nitride (Si 3 N 4 )) that are commonly used as the absorbers (Absorber 1 and Absorber 2) are used.

상기 저항체(Resistor 1, Resistor 2)는 박막 전이에 의하여 형성된 단결정 실리콘막으로서, 저항을 높이기 위하여 서펜타인 구조로 형성되는 바, 상기 저항체(Resister 1 및 Resister 2)의 상기 서펜타인 구조의 폭이 아주 협소하기 때문 에, 상기 빈 공간의 형성 시에 단결정 실리콘인 상기 저항체(Resister 1 및 Resister 2)의 바로 아래 산화막(Oxide 1, Oxide 3)이 용이하게 에칭된다.The resistors (Resistor 1, Resistor 2) is a single crystal silicon film formed by a thin film transition, is formed in a serpentine structure to increase the resistance, the width of the serpentine structure of the resistors (Resister 1 and Resister 2) Because of this very narrow shape, oxide films (Oxide 1 and Oxide 3) immediately below the resistors (Resister 1 and Resister 2), which are single crystal silicon, are easily etched in forming the empty space.

아울러, 도 14와 같이 상기 제4 산화막(Oxide 4) 및 상기 제4 산화막(Oxside 4)이 제거됨으로 인해 형성된 상기 빈 공간 상위에 실리콘막 및 산화막을 차례로 적층하여 차폐막(Shield 2)을 형성한다.In addition, as shown in FIG. 14, a silicon film and an oxide film are sequentially stacked on the empty space formed by removing the fourth oxide film Oxide 4 and the fourth oxide film Oxside 4 to form a shield film.

상기 차폐막(Shield 1, Shield 2)은 상기 마이크로 볼로미터 쌍을 후술되는 단계에 의해 상기 마이크로 볼로미터 쌍에 이웃하게 되는 다른 층과의 분리하여 서로에 대해 미치는 영향을 최소화한다.The shields Shield 1 and Shield 2 separate the microbolometer pair from other layers neighboring the microbolometer pair by the steps described below to minimize the influence on the microbolometer pair.

이로써, 도 10 내지 도 14에 걸쳐 설명된 공정에 따라 한 쌍의 마이크로 볼로미터로 이루어진 다층 마이크로 볼로미터층(120)이 만들어 진다. 상기한 마이크로 볼로미터 쌍을 형성하는 공정은 적어도 1 회 이상 반복되어 복수 층을 이룰 수 있으나, 여기서는 설명의 편의상 1 회만 수행한 것으로 한다. 한편, 상기한 마이크로 볼로미터 쌍을 2 회 이상 반복적을 형성할 경우 차폐막이 두 번 연속하여 2 단으로 적층되므로 그 중 하나의 차폐막을 형성하는 단계는 생략할 수 있다. This results in a multilayer microbolometer layer 120 consisting of a pair of microbolometers in accordance with the process described with reference to FIGS. 10-14. The process of forming the microbolometer pair described above may be repeated at least one or more times to form a plurality of layers. Meanwhile, when the microbolometer pair is repeatedly formed two or more times, the shielding film is stacked in two stages in succession twice so that one of the shielding films may be omitted.

다음으로, 도 15와 같이 박막 전이를 통하여 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120) 상면에 단결정 실리콘 박막인 트랜지스터층(140)를 위한 SOI(Silicon On Insulator) 박막을 형성한다. 여기서는 높은 품질의 게이트 산화막(gate oxide)과 좋은 트랜지스터를 얻기 위하여 실리콘의 순도를 높이는데 특별한 주의가 요구된다.Next, a silicon on insulator (SOI) thin film for the transistor layer 140, which is a single crystal silicon thin film, is formed on the multilayer microbolometer layer 120 through the thin film transition as shown in FIG. 15. Special care is required here to increase the purity of silicon to obtain high quality gate oxides and good transistors.

상기와 같은 트랜지스터가 형성된 완벽한 웨이퍼를 만들고, 적층되어 있는 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120)의 상기 저항체(Resistor 1, Resistor 2)와 콘택시킴과 아울러 화소간 분리공정을 거쳐 하나의 화소를 만든다. 여기서는 상기 마이크로 볼로미터와 트랜지스터의 연결과 화소간 분리공정 등의 설명은 통상의 기술이므로 생략한다.A perfect wafer having the transistor formed as described above is formed, and a single pixel is formed by contacting the resistors (Resistor 1 and Resistor 2) of the multilayer microbolometer layer 120 stacked therebetween and inter-pixel separation process. The description of the connection between the microbolometer and the transistor and the separation process between the pixels is omitted since they are conventional techniques.

이어서, 도 16과 같이 픽셀 영역 또는 칩의 영역을 확정하기 위한 수직 트랜치(151)를 형성하고, 상위에 ILD, Metal 및 BEOL이 적층된 막(152, 이하 '메탈막'이라 통칭함) 및 솔더 범프(153)가 형성된다. 그리고 나서 웨이퍼 크기의 패키징을 위해 솔더 범프(153)를 구현한다. Subsequently, as shown in FIG. 16, a vertical trench 151 is formed to determine a pixel area or a chip area, and an ILD, a metal, and a BEOL are stacked on top of each other (152, hereinafter referred to as a metal film) and solder. Bump 153 is formed. The solder bumps 153 are then implemented for wafer-sized packaging.

여기서, 상기 트랜치(151)에는 산화막을 적층하여 절연시키며, 풀 픽셀 데피니션(Full Pixel Definition), 패터닝(Patterning) 및 에칭(Etching)을 한 후, 화소 주변의 산화막들을 제거하여 흡수체(Absorber) 및 저항체(Bolometer)를 분리한다. In the trench 151, an oxide film is stacked and insulated, and full pixel definition, patterning, and etching are performed, and then the oxide films around the pixels are removed to remove the absorber and the resistor. Remove the bolometer.

또한, 상기 메탈막(152)은 필요에 따라 다층 구조로 만들어 질 수도 있다.In addition, the metal film 152 may be made of a multilayer structure as necessary.

다음으로 도 17과 같이, 도 16의 작업이 완료된 결과물을 뒤집어서 지지기판(160)에 접합시킨다.Next, as shown in Figure 17, the result of the work of Figure 16 is turned over and bonded to the support substrate 160.

상기 지지기판(160)은 접합면에 유전체막과 패터닝된 금속막을 포함한다. 상기 지지기판(160)을 뒤집어서 패터닝된 금속막을 상기 솔더 범프(153)와 접합시키는데, 상기 솔더 범프(153)의 리플로우 공정을 거쳐 상기 솔더 범프(153)를 포함하는 반도체 웨이퍼와 상기 지지기판(160)이 결합된다. The support substrate 160 includes a dielectric film and a patterned metal film on the bonding surface. The support substrate 160 is turned upside down and the patterned metal layer is bonded to the solder bumps 153. The semiconductor wafer and the support substrate including the solder bumps 153 are subjected to a reflow process of the solder bumps 153. 160 is combined.

이때, 상기 솔더범프(153)가 있는 공간을 실리콘 절단시 칩핑 등으로부터 보 호하기 위하여 실링을 한다.In this case, the solder bump 153 is sealed in order to protect the space from chipping when cutting the silicon.

그리고 나서, 도 18과 같이 CMP 및 화학적 에칭 공정을 이용하여 상기 유전체막(AR)을 제외한 상기 작업기판(110)의 일부(Buffer Oxide, Nitride)를 제거한다. 이때, 상기 질화막(Nitride)이 정지층(stop layer)으로 기능하여 상기 핸들 웨이퍼(110) 및 상기 버퍼 산화막(Buffer Oxide)이 제거되고, 마지막으로 상기 질화막(Nitride)이 제거된다. Then, as shown in FIG. 18, a portion (Buffer Oxide, Nitride) of the working substrate 110 except for the dielectric layer AR is removed using a CMP and a chemical etching process. In this case, the nitride film functions as a stop layer, and the handle wafer 110 and the buffer oxide film are removed, and finally, the nitride film is removed.

상기 작업기판(110)의 일부(Oxide 1, Nitride)를 제거하는 이유는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자가 후방 조사형 구조를 가짐으로 인해, 상기 핸들 웨이퍼(Handle Wafer)로서 두꺼운 실리콘 웨이퍼를 사용하면 빛이 상기 핸들 웨이퍼를 투과하지 못하기 때문이다.The reason why the portion of the work substrate 110 (Oxide 1, Nitride) is removed is because the wide spectrum image device according to the first embodiment of the present invention has a back-illuminated structure, so that the handle wafer may be removed. This is because when a thick silicon wafer is used, light cannot penetrate the handle wafer.

한편, 상기 작업기판(110)의 일부(Oxide 1, Nitride)를 제거하는 공정은 생략할 수 도 있다.On the other hand, the process of removing a portion (Oxide 1, Nitride) of the work substrate 110 may be omitted.

상기 핸들 웨이퍼(Handel Wafer)로서 유리나 수정기판을 사용하는 경우, 상기와 거의 유사한 공정을 거쳐 상기 마이크로 볼로미터가 상하 적층된 와이드 스펙트럼 영상 소자를 구현할 수 있다. 이 경우에는 핸들 웨이퍼 또는 질화막을 형성할 필요가 없다.When glass or quartz substrate is used as the handle wafer, a wide spectrum image device in which the microbolometer is stacked up and down may be implemented through a process similar to the above. In this case, it is not necessary to form a handle wafer or a nitride film.

칩 분리공정은 먼저 하나의 톱 또는 2개의 톱(통상적으로 레이저 커터 이용시 수직 트랜치를 별도로 형성하지 않고서도 가능하다)을 이용하여 산화물 트랜치를 제거한다. 이어서 다른 톱을 이용하여 본드 쉘프(bond shelf)를 형성하기 위하여 다이(die)를 자른다. 이어서 하나의 다이는 반도체 산업에서 일반적으로 사용하 는 기술을 이용하여 마운트(mount)된다.The chip separation process first removes the oxide trenches using a single saw or two saws (usually without the need to form a separate vertical trench when using a laser cutter). The die is then cut to form a bond shelf using another saw. One die is then mounted using techniques commonly used in the semiconductor industry.

다음으로 도 2에 도시된 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자를 제조하는 방법을 개략적으로 설명한다.Next, a method of manufacturing the wide spectrum image device according to the second embodiment shown in FIG. 2 will be schematically described.

제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자를 제조하는 방법은 도 8 내지 도 18에 걸쳐 설명된 본 발명의 제1 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자의 제조방법에 있어서, 도 9의 작업기판을 준비하는 단계와 도 10 내지 도 14의 다층 마이크로 볼로미터층을 형성하는 단계 사이에서 상기 작업기판의 최상층인 상기 유전체막 상면에 단층 마이크로 볼로미터층을 더 형성한다.In the method for manufacturing the wide spectrum imaging device according to the second embodiment of the present invention, in the method for manufacturing the wide spectrum imaging device according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 8 to 18, the working substrate of FIG. 9 is prepared. A single layer microbolometer layer is further formed on the top surface of the dielectric film, which is the uppermost layer of the working substrate, between the step of forming and the forming of the multilayer microbolometer layer of FIGS. 10 to 14.

상기한 단층 마이크로 볼로미터층을 형성하는 단계는 상기 작업기판의 최상층인 유전체막 상면에 실리콘막 및 산화막이 차폐로 적층하여 제2 축적열 소거부를 형성하고, 상기 제2 축적열 소거부 상면에 제5 산화막, 흡수체, 저항체, 및 제6 산화막을 차례로 적층한 후, 상기 제5 및 제6 산화막의 일부를 에칭하여 빈 공간을 형성한다. 아울러 상기 제6 산화막 및 빈 공간의 상위로 도 10 내지 도 18에 도시된 바와 같은 공정을 수행함으로써, 도 2의 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자를 완성한다.In the forming of the single layer microbolometer layer, a silicon film and an oxide film are stacked on the upper surface of the dielectric layer, which is the uppermost layer of the working substrate, with a shielding layer to form a second accumulated heat canceling unit, and After the fifth oxide film, the absorber, the resistor, and the sixth oxide film are stacked in this order, a part of the fifth and sixth oxide films is etched to form an empty space. In addition, by performing a process as shown in FIGS. 10 to 18 above the sixth oxide film and the empty space, a wide spectrum image device according to the second embodiment of FIG. 2 is completed.

한편, 상기 다층 마이크로 볼로미터층을 형성하는 단계와 상기 SOI 박막층을 형성하는 단계 사이에서 상기 다층 마이크로 볼로미터층 상면에 제5 산화막, 흡수체, 저항체, 제6 산화막, 및 제2 축적열 소거부를 차례로 적층하여 단층 마이크로 볼로미터층을 더 형성하는 것도 가능하다.Meanwhile, a fifth oxide film, an absorber, a resistor, a sixth oxide film, and a second accumulated heat canceling unit are sequentially stacked on the multilayer microbolometer layer between the forming of the multilayer microbolometer layer and the forming of the SOI thin film layer. It is also possible to further form a single layer microbolometer layer.

아울러, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 와이드 스펙트럼 영상소자를 제작함에 있어, 상기 유전체막(AR)과 상기 다층 마이크로 볼로미터층(120) 사이에 포토 다이오드층을 더 형성하여 자외선, 가시광선, 근자외선 또는 상기 각 영역의 스펙트럼을 조합하여 더 검출하도록 만들 수도 있다. 이때, 상기 포토 다이오드층이 복수층으로 구성될 수 있음은 물론이다.In addition, in manufacturing the wide spectrum image device according to the first and second embodiments of the present invention, a photodiode layer is further formed between the dielectric film AR and the multilayer microbolometer layer 120 to generate ultraviolet and visible light. It is also possible to combine rays, near ultraviolet rays or the spectra of each of these regions to make them more detectable. At this time, it is a matter of course that the photodiode layer may be composed of a plurality of layers.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 게시하였으며, 비록 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 독자의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 게시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 나타난다.In the present specification and drawings, preferred embodiments of the present invention have been posted. Although specific terms have been used, these are merely used in a general sense to easily explain the technical content of the present invention and to help the reader to understand the present invention. It is not intended to limit the scope. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. The scope of the invention is shown in the following claims.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 와이드 스펙트럼 영상 소자 및 그 제조방법은 하나의 반도체 소자의 각 단일 화소에 주기적인 온도 리셋 구조를 갖는 마이크로 볼로미터를 복층 구조로 형성함으로써, 상기 각 마이크로 볼로미터의 응답을 정확히 동기화하여 파장이 다른 두 가지 이상의 적외선과 아울러 가시광선 및 근자외선에 대한 스펙트럼 정보를 기계적/열적/광학적 틀어짐이 없이 획득하고, 이를 조합하여 재정의 할 수 있어 보다 다양하고 유용한 정보를 제공하는 효과가 있다.As described above, the wide spectrum image device and the method of manufacturing the same according to the present invention form a microbolometer having a periodic temperature reset structure in each single pixel of one semiconductor device in a multilayer structure, thereby responding to each of the microbolometers. By synchronizing precisely, the spectral information of visible and near-ultraviolet as well as two or more different wavelengths can be obtained without mechanical / thermal / optical distorted and recombined to provide more diverse and useful information. It works.

Claims (16)

빛을 흡수하여 열로 변환하는 흡수체와 상기 흡수체의 온도변화로 인해 저항이 변하는 저항체로 이루어진 제1 디텍터와, 상기 제1 디텍터의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제1 축적열 소거부, 및 상기 제1 디텍터와 동일한 구성으로 이루어지고 상기 제1 축적열 소거부의 하부면과 빈 공간으로 이격된 제2 디텍터를 포함하여 구성된 마이크로 볼로미터 쌍과, 상기 제1 디텍터 상부면과 제2 디텍터 하부면에 빈 공간으로 이격된 차폐막으로 구성하되, 상기 마이크로 볼로미터 쌍과 상기 차폐막이 적어도 1회 이상 반복적으로 형성되어 다층구조를 가지는 다층 마이크로 볼로미터층; 및A first detector comprising an absorber that absorbs light and converts it into heat and a resistor whose resistance changes due to a temperature change of the absorber, a first accumulated heat canceling unit spaced apart from a lower surface of the first detector, and an empty space; A pair of microbolometers having the same configuration as that of the first detector and including a second detector spaced apart from the lower surface of the first accumulation heat canceling unit and an empty space, and a bin on the upper surface of the first detector and the lower surface of the second detector; A multilayer microbolometer layer composed of a shielding film spaced apart from a space, wherein the microbolometer pair and the shielding film are repeatedly formed at least one or more times; And 상기 다층 마이크로 볼로미터층에 적층되고 상기 제1 및 제2 디텍터와 전기적으로 연결되어 상기 제1 및 제2 디텍터에 의한 검출신호를 처리하는 트랜지스터층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And a transistor layer stacked on the multi-layer microbolometer layer and electrically connected to the first and second detectors to process detection signals by the first and second detectors. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 축적열 소거부와 상기 제1 및 제2 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제1 디텍터 및 상기 제2 디텍터가 상기 제1 축적열 소거부의 상면 및 하면에 각각 맞닿아 접촉되는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.Upper and lower surfaces of the first and second detectors are caused by an electrostatic attraction force formed by periodically applying a potential difference to the first and second accumulators and the first and second detectors. A wide spectrum imaging device, characterized by being in contact with each other. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다층 마이크로 볼로미터층과 빈 공간으로 이격되고 상기 제1 및 제2 디텍터와 동일한 구성으로 형성된 제3 디텍터, 및 상기 제3 디텍터와 빈 공간으로 이격된 제2 축적열 소거부로 구성된 단층 마이크로 볼로미터층;을 더 포함하되,A single layer microbolometer layer comprising a third detector spaced apart from the multilayer microbolometer layer and an empty space and formed in the same configuration as the first and second detectors, and a second accumulated heat canceling unit spaced apart from the third detector and the empty space. More; 상기 트랜지스터층이 상기 제3 디텍터와 전기적으로 더 연결되어 상기 제3 디텍터에 의한 검출신호를 더 처리하는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And the transistor layer is further electrically connected to the third detector to further process a detection signal by the third detector. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1 축적열 소거부와 상기 제1 및 제2 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제1 디텍터 및 상기 제2 디텍터가 상기 제1 축적열 소거부의 상면 및 하면에 각각 맞닿아 접촉되고,Upper and lower surfaces of the first and second detectors are caused by an electrostatic attraction force formed by periodically applying a potential difference to the first and second accumulators and the first and second detectors. In contact with each other, 상기 제2 축적열 소거부와 상기 제3 디텍터에 주기적으로 전위차를 인가함으로 인해 형성되는 정전흡인력에 의하여 상기 제3 디텍터가 상기 제2 축적열 소거부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And the third detector contacts the second accumulated heat canceling unit by an electrostatic attraction force formed by periodically applying a potential difference to the second accumulated heat canceling unit and the third detector. 삭제delete 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 흡수체는 질화물(Nitride(Si3N4)), 산화물 중 하나 이상을 포함한 다층 구조로 파장선택성을 갖는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.The absorber has a wavelength selectivity having a multi-layer structure comprising at least one of nitride (Nitride (Si 3 N 4 )), oxide. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 저항체는 굴곡 형상인 서펜타인 구조의 단결정 실리콘 박막인 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.The resistor is a wide-spectrum imaging device, characterized in that the single crystal silicon thin film having a serpentine structure of a curved shape. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 차폐막은 실리콘막과 산화막을 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And the shielding film is formed by stacking a silicon film and an oxide film. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 트랜지스터층은 MOS 반도체 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And the transistor layer has a MOS semiconductor structure. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 MOS 반도체는 벌크 반도체 공정(bulk semiconductor process)을 이용하여 제조되는 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.The MOS semiconductor is a wide spectrum image device, characterized in that consisting of a transistor manufactured using a bulk semiconductor process. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 MOS 반도체는 유전체로 절연된 BJT 트랜지스터 또는 유전체로 절연된 플립-펫(flip-fet) 트랜지스터 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.The MOS semiconductor is a wide-spectrum imaging device, characterized in that it is composed of any one of a BJT transistor insulated with a dielectric or a flip-fet transistor insulated with a dielectric. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 MOS 반도체는 소스, 드레인, 탑(top) 사이드 게이트, 백(back) 사이드 게이트의 4가지 터미널을 가지는 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.The MOS semiconductor is a wide spectrum imaging device, characterized in that consisting of a transistor having four terminals of the source, drain, top side gate, back side gate. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 다층 마이크로 볼로미터층에 포토 다이오드층을 더 적층하여 자외선, 가시광선, 근적외선, 또는 상기 각 영역의 스펙트럼을 조합하여 더 검출하는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자.And further stacking a photodiode layer on the multilayer microbolometer layer to further detect ultraviolet light, visible light, near infrared light, or a combination of the spectra of the respective areas. 핸들 웨이퍼의 상면에 버퍼 산화막, 질화막, 및 ONO 다층 유전체막(AR)을 차례로 형성하여 작업기판을 준비하는 단계와;Preparing a working substrate by sequentially forming a buffer oxide film, a nitride film, and an ONO multilayer dielectric film AR on an upper surface of the handle wafer; 상기 유전체막(AR) 상면에 실리콘막과 산화막을 적층하여 차폐막(Shield 1)을 형성하는 단계와;Stacking a silicon film and an oxide film on an upper surface of the dielectric film AR to form a shield film Shield 1; 상기 차폐막(Shield 1) 상면에 제1 산화막, 흡수체(Absorber 1), 저항체(Resister 1), 제2 산화막을 차례로 형성하는 단계와;Sequentially forming a first oxide film, an absorber 1, a resistor 1, and a second oxide film on an upper surface of the shield 1; 상기 제1 및 제2 산화막 일부를 에칭하는 단계와;Etching portions of the first and second oxide films; 실리콘막과 산화막을 적층하여 제1 축적열 소거부를 형성하는 단계와;Stacking a silicon film and an oxide film to form a first accumulated heat canceling unit; 상기 제1 축적열 소거부 상면에 제3 산화막, 흡수체(Absorber 2), 저항체(Resistor 2), 및 제4 산화막을 차례로 적층하는 단계와;Sequentially stacking a third oxide film, an absorber 2, a resistor 2, and a fourth oxide film on an upper surface of the first accumulation heat canceling unit; 상기 제3 및 제4 산화막 일부를 에칭하는 단계와;Etching portions of the third and fourth oxide films; 실리콘막과 산화막을 적층하여 차폐막(Shield 2)을 형성하는 단계와;Stacking a silicon film and an oxide film to form a shield film (Shield 2); 다층 마이크로 볼로미터층 상면에 형성된 SOI 박막층에 트랜지스터 회로를 형성하는 단계와;Forming a transistor circuit on the SOI thin film layer formed on the multilayer microbolometer layer; 픽셀 또는 칩 영역을 확정하기 위해 수직 트랜치를 형성한 후 상기 수직 트랜치 상면에 메탈막을 형성하는 단계와; Forming a vertical trench to determine a pixel or chip region, and then forming a metal film on an upper surface of the vertical trench; 상기 메탈막 상면에 패키징을 위해 솔더 범프를 형성하는 단계와;Forming solder bumps on the upper surface of the metal film for packaging; 유전체막과 패터닝된 금속막을 포함하는 지지기판을 준비하는 단계와;  Preparing a support substrate comprising a dielectric film and a patterned metal film; 상기 지지기판을 상기 솔더 범퍼에 접합시키는 단계; 및Bonding the support substrate to the solder bumper; And 상기 작업기판에 형성된 상기 버퍼 산화막과 상기 질화막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이드 스펙트럼 영상 소자의 제조방법.And removing the buffer oxide film and the nitride film formed on the working substrate. 삭제delete
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